吡啶在紫外光辐射下的生物降解

吡啶是一种难降解的含氮杂环化合物,难以用单一的生物方法使其有效降解.本研究采用气升式内循环紫外光辐射与生物膜一体化反应器,通过单独紫外辐射降解(photolysis,P)、单独生物降解(biodegradation,B)以及紫外辐射与生物同步耦合降解(photobiodegradation,P&B)3种方法对吡啶进行间歇降解和连续降解,以比较吡啶的降解规律.结果表明,间歇降解过程中,方法 P&B对吡啶的降解速率最快,其次是方法 B,而方法 P的速率最慢.初始浓度为100 mg.L-1的吡啶溶液分别采用方法 P、B和P&B进行间歇降解,其去除速率分别是:4.95、10.2和14.58 mg.(L.h)-1.根据Monod模型求解出吡啶在方法 B和方法 P&B降解下的动力学方程,其饱和常数KS从1 920.4 mg.L-1下降至1 094.1 mg.L-1.采用连续流方式对进水浓度分别为50、100和300 mg.L-1的吡啶溶液分别采用方法 P、B和P&B进行降解,其单位体积平均体积去除速率分别是:15.8(P)、23.1(B)和24.9 mg.(L.h)-1(P&B),且高于间歇降解方法.研究结果表明,紫外辐射与生物膜同步耦合,可以缓解吡啶对生物膜的抑制,并且生物仍能保持其降解吡啶的生物活性,从而提高吡啶生物降解的速率.     

饮用水中内分泌干扰物阿特拉津UV光氧化研究

采用单独紫外光氧化工艺去除饮用水中低浓度阿特拉津,研究了不同影响因素对阿特拉津降解效果的影响,并分析了阿特拉津的降解机理.结果表明:单独紫外光氧化对阿特拉津有很好的去除效果,在光强为205μW/cm²条件下,光解120min后,阿特拉津去除率为92.38%.阿特拉津的光解过程符合一级反应动力学模型.通过提高紫外照射光强,可以在短时间内提高阿特拉津的去除率.阿特拉津的初始浓度对光解反应基本没有影响.自来水中的有机物及多种离子的存在会降低阿特拉津的光解速率.紫外光氧化阿特拉津主要降解途径是脱氯反应,反应速率很快.羟基化产物(OHA)是主要的中间产物.OHA在紫外光作用下可以继续发生脱烷基反应,生成OHDIA和OHDEA,反应速率非常缓慢.反应液中pH值的变化与中间产物的形成过程有很好的相关性.     

喹啉的O3及O3/UV降解规律

研究了O3单独作用及O3/UV联合作用时喹啉的降解规律,并对结果进行了比较.研究表明,空气吹脱和UV本身对喹啉的去除贡献率都不大.O3单独作用时,提高体系的初始pH值有利于喹啉的降解.O3/UV联合作用时,在某个临界pH值上,无论是提高还是降低体系的初始pH值都有可能提高喹啉的去除速率.初始pH值较低时,O3单独作用时喹啉的去除速率明显低于O3/UV联合作用时喹啉的去除速率,但在初始pH值较高的情况下,UV的介入可能会降低喹啉的降解速率.无论是O3单独作用还是O3/UV联合作用,喹啉的降解基本上满足伪一级反应动力学规律,如果体系的pH值基本保持恒定,这种规律就更为明显.     

喹啉的微波辅助光催化氧化降解研究

对微波辅助紫外光催化(MV/UV/P25)处理喹啉模拟废水的工艺条件进行了实验研究,并比较了MW、UV、UV/曝气、MW/UV/曝气、MW/UV/P25等五种体系下喹啉的降解,结果表明,微波辐射与紫外光催化(MV/UV/P25)在喹啉的降解过程中具有很好的协同作用,在反应进行到lh时,喹啉的去除率达到了64.9%。实验还对MW/UV/P25体系中喹啉降解的影响因素进行了研究。     

偶氮染料4BS光解动力学和总氮脱除的初步研究

采用单独紫外光氧化降解偶氮染料直接耐酸大红(4BS),研究了不同因素对4BS光解效果的影响,并初步考察了光解对4BS溶液总氮的去除效果. 结果表明,单独紫外光氧化法对4BS及溶液中的总氮有一定的去除效果. 在非强碱性条件下,4BS的光解过程符合准一级反应动力学模型. 速率常数随紫外光强的增强而增大,并且与初始ρ(4BS)呈负相关关系. 溶液pH是影响光解反应的重要因素,速率常数随pH升高而增加显著,强碱性条件下光解速率最快. 光解对溶液中总氮的去除分为三步,含氮结构的发色基团易吸收紫外光,在反应初期被降解而生成气态含氮物,生成的中间产物比较稳定,需要经过一段时间的能量积累才能继续降解,从而总氮的去除率再次升高.      

O_3/UV协同作用处理电影胶片洗印废水

本文对用臭氧与紫外辐射协同作用处理电影胶片洗印废水进行了探讨,结果表明协同作用较单独使用O_3处理,酚、COD及TOC效果好。COD降解效率提高20%。这主要是直链烯烃类化合物,在紫外光作用下,加速了它们的氧化作用。     

紫外辐射下的生物降解及微生物群落的变化

分别采用一体式循环床紫外光/生物膜反应器（PCBBR）和气升式内循环的紫外光/生物膜反应器（ILPBR）,用于苯酚、2,4,6-三氯酚（TCP）和抗生素药物磺胺甲恶唑（SMX）的降解.结果表明,苯酚、TCP和SMX在紫外光解与生物降解的共同作用下,其去除速率分别达到0.65、0.11和0.17 mg.（L.min）–1...     

不同波长紫外光催化降解活性艳蓝KN-R动力学研究

以蒽醌类染料活性艳蓝KN-R(以下简称KN-R)为对象,以TiO2为光催化剂,实验了不同波段紫外光条件下KN-R的降解过程。结果表明:365 nm和254 nm两种波段对于KN-R的光催化降解过程均符合假一级动力学方程,但是通过对比各初始浓度下活性艳红KN-R的反应速率常数(Kapp)可以发现,在相同紫外灯功率下,短波辐射下的Kapp平均为长波辐射下Kapp的3倍,说明短波紫外更有利于活性艳蓝KN-R的降解。     

酒石酸协同下TiO2光催化降解水中甲基橙

实验研究了酒石酸协同下TiO2光催化降解水中甲基橙的作用机理及其影响因素.结果表明,紫外光照射下,酒石酸对TiO2降解甲基橙有显著的协同作用,其降解速率常数为单独TiO2作用时的10倍,是单独酒石酸作用时的180倍;溶液pH越低,甲基橙的降解速率越快;酒石酸初始浓度对甲基橙光催化降解速率也有明显的影响,酒石酸浓度越高,甲基橙的光催化降解速率越快,但当酒石酸浓度大于1 mmol·L-1,甲基橙的降解速率增加缓慢,达2 mmol·L-1后反应速率基本不再增加.     

氯苯紫外光降解产物对生物过滤塔运行性能的影响

生物过滤技术对难生物降解VOCs的处理效果较差,构建紫外光降解-生物过滤联合处理工艺是解决难生物降解VOCs处理的一个有效手段.已有研究表明,紫外光降解预处理对氯苯生物过滤塔的去除性能有促进作用.为了考察紫外预处理对生物过滤塔的影响机理,本研究分别考察了氯苯紫外光降解主要产物氯酚、乙酸以及副产物臭氧对生物过滤塔运行性能的影响.研究结果表明,加入乙酸降低了生物过滤塔的氯苯去除性能,在增加喷淋量后去除性能有所恢复.加入邻氯酚使生物过滤塔的氯苯去除性能略有降低.臭氧明显促进了生物过滤塔的氯苯去除性能,当进口臭氧浓度在60～120mg.m-3时,氯苯平均去除率可由70%提高到90%以上.因此,臭氧是紫外预处理促进生物过滤塔运行性能的主要因素.     

稻草固体介质中白腐菌对喹啉的降解研究

研究了稻草固体介质中侧耳属白腐菌BP对喹啉的降解。实验结果表明,浓度分别为250mg/L和150mg/L喹啉的降解率能达到93.47%和97.40%。白腐菌BP可以有效对喹啉进行降解。漆酶和锰过氧化物酶在降解过程中起着较重要的作用,但酶活的高低与降解率大小并不完全成正比。高效液相色谱分析表明降解过程中没有中间代谢物的积累,喹啉能得到彻底矿化。     

季铵盐在海水中的降解性

以天然海水为实验介质,研究了季铵盐的生物降解、光降解和水解特性。结果表明,季铵盐的生物降解速率与水样含菌量相关,降解曲线呈阶梯三段式,中段细菌因受季铵盐杀灭/抑制作用含菌量降低,导致季铵盐的降解趋缓,192 h的降解率为8.93%。不同光源和温度对季铵盐的光降解速率和水解速率影响较大,kuv/kvis=188,k40℃/k20℃=4.58。季铵盐的降解主要由光降解贡献,20℃时自然光降解的k分别是生物降解和水解的1.96和4.5倍。季铵盐在海水中的生物降解、自然光降解和水解动力学均符合一级动力学模型,20℃时其速率常数k分别为0.00046、0.0009和0.0002,半衰期t1/2分别为62.8 d、32.1 d和126.0 d,降解半衰期较长,在海洋环境中的残留持久性需重视。     

Abiotic degradation of four phthalic acid esters in aqueous phase under natural sunlight irradiation

Abiotic degradability of four phthalic acid esters (PAEs) in the aquatic phase was evaluated over a wide pH range 5–9. The PAE solutions in glass test tubes were placed either in the dark and under the natural sunlight irradiation for evaluating the degradation rate via hydrolysis or photolysis plus hydrolysis, respectively, at ambient temperature for 140 d from autumn to winter in Osaka, Japan. The e ciency of abiotic degradation of the PAEs with relatively short alkyl chains, such as butylbenzyl phthalate (BBP) and di-nbutyl phthalate (DBP), at neutral pH was significantly lower than that in the acidic or alkaline condition. Photolysis was considered to contribute mainly to the total abiotic degradation at all pH. Neither hydrolysis nor photolysis of di-ethylhexyl phthalate (DEHP) proceeded significantly at any pH, especially hydrolysis at neutral pH was negligible. On the other hand, the degradation rate of diisononyl phthalate (DINP) catalyzed mainly by photolysis was much higher than those of the other PAEs, and was almost completely removed during the experimental period at pH 5 and 9. As a whole, according to the half-life (t1=2) obtained in the experiments, the abiotic degradability of the PAEs was in the sequence: DINP (32–140 d) > DBP (50–360 d), BBP (58–480 d) > DEHP (390–1600 d) under sunlight irradiation (via photolysis plus hydrolysis). Although the abiotic degradation rates for BBP, DBP, and DEHP are much lower than the biodegradation rates reported, the photolysis rate for DINP is comparable to its biodegradation rate in the acidic or alkaline condition.     

白腐菌对焦化废水中喹啉的降解及机理研究

选用白腐菌BP降解喹啉,研究了白腐菌在不同培养基中对喹啉的降解过程和机理,以及喹啉的降解与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率、培养基pH值的关系。结果显示秸秆滤出液培养基中生长的白腐菌对喹啉具有最高的去除率89%;喹啉的相对去除率与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率具有较好的相关性;白腐菌BP最适pH为6~7;2-羟基喹啉是喹啉降解过程中首先出现的中间产物。     

共基质下白腐菌降解含氮杂环类物质的研究

选用不同的营养基质（秸秆、土豆、合成）,通过液体发酵确定白腐菌对典型含氮类杂环化合物喹啉,吲哚分别进行降解。结果表明：秸秆滤液培养基中,喹啉15d内能被降解88．79％,吲哚在6d内降解率能达到99％。采用此培养基,进一步研究喹啉、吲哚及其它物质共基质条件下,白腐菌对喹啉和吲哚的降解性能,发现在共基质条件下喹啉的降解被抑制,而吲哚则能在共基质条件下3d被完全降解,说明共基质促进了白腐菌对吲哚的降解。     

Bioaugmentation: a new strategy for removal of recalcitrant compounds in wastewater—a case study of quinoline

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｘｅｎｏｂｉｏｔｉｃｓｈａｖｅｃａｕｇｈｔｗｏｒｌｄｓａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｙａｒｅｐｏｏｒｌｙｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅａｎｄｔｈｒｅａｔｅｎｐｕｂｌｉｃｈｅａｌｔｈｉｆｈａｎｄｌｅ...